奔腾十年
整机外设
1993年3月,Intel推出了Pentium
1995年11月,Intel推出了Pentium Pro
1997年1月,Intel推出了Pentium MMX
1997年5月,Intel推出PⅡ
1998年4月,Intel推出了Celeron
1999年3月,Intel推出PⅢ
1999年10月,Intel推出了Coppermin
2000年1月,Intel推出了CeleronⅡ
2000年3月,Intel推出了核心为Willamette的Pentium4
2001年4月,Intel推出了Tualatin
2001年1月,Intel推出了第二个代号为Northwood 的Pentium4核心
2002年4月,Intel又推出了P4赛扬……
曾几何时-Pentium
1993年,Intel推出了全新一代的“586”处理器──Pentium。为了和其他的CPU相区别, Intel给它起了一个响亮的中文名字“奔腾”,厂家代号为P54C。Pentium的内部含有310万个晶体管,时钟频率由最初推出的60MHz和66MHz,后提高到200MHz。由于Pentium的制造工艺优良,所以整个Pentium系列的CPU的性能也是当时各种CPU中最强的,可超频性能最大,因此赢得了586级CPU的大部分市场。从Pentium 75开始,CPU的插座技术正式从486时代的Socket 4转换到Socket 5和Socket 7,其中Socket 7还一直沿用至今。而且所有的Pentium CPU里面都已经内置了16KB的一级缓存,并运用了“动态执行”技术。
1995年,Intel推出了Pentium Pro处理器。Pentium Pro的工作频率有150/166/180和200MHz四种,都具有16KB的一级缓存和256KB的二级缓存。值得一提的是Pentium Pro采用了“PPGA” 封装技术。即一个256KB的二级缓存芯片与Pentium Pro芯片封装在一起 ,两个芯片之间用高频宽的内部总线互连,处理器与高速缓存的连接线路也被安置在该封装中,这样就使高速缓存能更容易地运行在更高的频率上。例如Pentium Pro 200MHz CPU的L2 Cache就是运行在200MHz,也就是工作在与处理器相同的频率上,这在当时可以算得上是CPU技术的一个创新。Pentium Pro的推出,为以后Intel推出PⅡ奠定了基础。
1996年底,Intel推出了Pentium MMX(多能奔腾)处理器。
Pentium MMX系列的频率只有三种:166/200/233MHz,采用了Socket 7插槽。Pentium MMX是Intel公司在1996年为增强Pentium CPU在音像、图形和通信应用方面而开发的新技术,它为CPU增加了57条MMX指令。除此之外,Pentium MMX还将CPU芯片内的L1缓存由原来的16KB增加到32KB。因此,Pentium MMX CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时,处理多媒体的能力上提高了60%左右。一个典型的例子就是,在Pentium MMX的CPU上能够进行软解压播放VCD。而以前的CPU是根本不可能的。Pentium MMX技术不但是一个创新,而且还开创了CPU开发的新纪元,后来的SSE等指令集也是从Pentium MMX发展演变过来的。
峥嵘岁月-PⅡ
1997年5月Intel推出了PⅡ处理器,第一代PⅡ核心称为Klamath,总线速度为66MHz,主频分233/266/300/333MHz四种。第二代PⅡ采用了与Pentium Pro相同的核心架构,并增加了MMX指令集,以加速16位操作系统的执行速度,总线速度为100MHz,频率有300/350/400/450MHz,并配备了可重命名的段寄存器。PⅡ采用了的Solt 1接口标准,内部集合了32KB L1高速缓存(16KB指令/16KB数据)、57条MMX指令、8个64位的MMX寄存器、750万个晶体管, L2高速缓存则有512KB,并具有四路同步突发式SRAM高速缓存。PentiumⅡ可以说是集Pentimu Pro的精华与MMX技术完美结合之典范。在PⅡ上Intel一改过去BiCMOS制造工艺的笨拙且耗电量大的双极硬件,将750万个晶体管压缩到一个203mm2的印模上。因此,从体积上看,PⅡ比Pentium Pro大不了多少,但它却比Pentium Pro多容纳了200万个晶体管。由于使用了0.28微米工艺,这更能加快晶体管的速度,从而达到了X86前所未有的主频频率。
在接口技术方面,为了击跨竞争对手,以及获得更大的内部总线带宽,PⅡ首次采用了最新的Solt 1接口标准,它不再用陶瓷封装,而是采用了一块带金属外壳的印刷电路板,该印刷电路板不但集成了处理器部件,而且还包括32KB的一级缓存。所有的Slot1主板都有一个由两个塑料支架组成的固定机构。由于SEC卡的尺寸较大,PⅡ的散热槽几乎相当于Socket7或Socket8处理器所用的散热槽的两倍那么大。
1998年,Intel为抢占低端市场推出了Celeron(赛扬)处理器,去掉了PⅡ的二级缓存,新的赛扬处理器采用了0.35μm工艺制造,外频为66MHz,主频有266MHz与300MHz两款。由于抽掉了L2 Cache,赛扬处理器的整数性能大打折扣。于是,Intel随机应变,又推出了集成128KB二级缓存的Celeron,频率从300MHz到566MHz,命名为Celeron XXXA,采用了Socket370插座,集成的二级缓存容量只有128KB。不过,这款CPU的超频性能非常好,300MHz主频的赛扬可以轻松超到450MHz。
岁月如歌-PⅢ
1999年,Intel推出了PⅢ,第一批采用了Katmai内核,主频有450/500MHz两种,这个内核最大的特点是更新了名为SSE的多媒体指令集。这个指令集是在MMX的基础上添加了70条新指令,以增强三维和浮点应用,并且可以兼容以前的所有MMX程序。同时,PⅢ采用了0.25μm工艺,100MHz的外频,Slot1的架构,512KB的二级缓存。
实际上采用Slot1接口的PⅢ比PⅡ的性能好不了多少。1999年10月,Intel又推出了采用0.18μm制程的Pentium Ⅲ,该芯片有256KB的二级高速缓存,这就是我们熟知的PⅢ Coppermine处理器。到这时,PⅢ的性能才比较令人满意,不仅体现在主频的提高上,同时外频也提高到了133MHz。除了制程带来的改进以外,部分Coppermine还具备了133MHz的总线频率和Socket370的插座。为了区分它们,Intel在133MHz总线的PⅢ型号后面加了个“B”, Socket370插座后面加了个“E”。其后又推出了以Tualatin为核心的第三代PⅢ,大幅提升了CPU的性能,从1GHz开始,一直到1.4GHz。新的Tualatin核心采用了FC-PGA2封装,使得它的超频性能得到了大幅度的提高。同时,新采用的0.13μm工艺和铜导线技术也使得Tualatin具有更高的性能。
到2000年,Intel推出了Coppermine128核心的Celeron处理器,俗称CeleronⅡ(赛扬Ⅱ),由于转用了0.18μm的工艺,CeleronⅡ具有很好的超频性能,在市场上深受欢迎。2001年,Intel发布了第三代Celeron处理器,以Tualatin为核心,采用全新的0.13μm的工艺制造,二级缓存的容量也提升到了256KB,外频为100/133MHz两种,主频有1.0/1.1/1.2/1.3GHz等型号。不过随着P4以及P4赛扬的推出,Tualatin也难逃被淘汰的命运。
如日中天-P4
2000年,Intel推出了核心为Willamette的Pentium4处理器,采用了Socket 423插座,集成了256KB的二级缓存,支持更为强大的SSE2指令集,支持多达20级的超标量流水线,400MHz前端总线(100MHz×4),256KB~512KB的二级缓存,全新的超管线技术架构,起步频率为1.3GHz。随后Intel陆续推1.4GHz~2.0GHz的Willamette P4处理器,而后期的P4处理器均转到了针脚更多的Socket 478结构。
2002年1月Intel推出了第二个Pentium4核心,代号为Northwood,改用了更为精细的0.13μm制程,集成了更大的512KB二级缓存,核心电压比Willamette更低,从1.7V降低到了1.5V,同时还具有20KB的L1 Cache,512KB的全速L2 Cache,400/533MHz的前端总线,Socket 478接口,同样支持多媒体指令集SSE2,包括144个128bit全新SIMD浮点管理指令,较快的系统总线(Faster System Bus),超长管道处理技术(Hyper Pipelined Technology), 快速执行引擎,使得Northwood P4性能有了大幅的提高,目前Pentium4已经成为主流的中高端处理器。
在Intel正式发布533MHz前端总线的Pentium4处理器不久,便发布了P4赛扬处理器。P4赛扬的频率从1.7GHz起步,初期的产品沿用了原来的P4 Willamette核心,前端总线只有400MHz,而后期的产品都采用了533MHz前端总线的Northwood核心。P4赛扬处理器上明确标有Celeron字样,并且可以很清楚看到128KB二级缓存和400MHz的前端总线,核心电压为1.75V。从CPU背面可以看到,P4赛扬的针脚和旧核心的P4没什么两样,可以和P4 CPU互换。
Intel CPU出现非常早,而真正进入普通家庭还是80386的时代,只是那时还显得很普通。而真正引起轰动还是奔腾CPU的推出,不论是在结构上还是性能上,都是一大飞越。加上后来推出的MMX指令集,更是让多媒体性能提升到一个新的境界,也为今后的SSE以及SSE2指令集奠定了基础。跟着推出的PⅡ系列,现在看来只是一个过渡产品,除了将核心制造工艺和主频提高以外,其他并没有多大改变。而真正能显示Intel霸气的还是PⅢ系列的上市,现在的P4更是将这种霸气推向了极致,使得它成为CPU领域当之无愧的老大。Intel的发展带动了电脑的整体发展,同时也将“摩尔定律”体现得淋漓尽致。Intel的未来会是怎样呢,现在似乎还很模糊,不过更高的主频、更先进的制造工艺、更多的技术将会展现在我们面前,这是不可否定的历史步伐。












